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auch ganze konstruktive Gebilde zerstört werden können und dass die Zerstörung teilweise im Innern des betreffenden Teiles beginnt und während grösserer Zeitdauer langsam nach aussen hin fortschreitet, so dass die gesamte maschinelle Vorrichtung während der Ausbildung eines solchen Dauerbruches ständig ge- fährdet ist. Selbstverständlich sind derartige gefährliche Bruchbildungen, weil sie nach aussen hin nicht erkennbar sind und dementsprechend leicht zur Katastrophe führen können, besonders gefÜrchtet. Die
Erfindung beruht auf der neuen Erkenntnis, dass sieh beim Entstehen und während der Ausbildung eines
Dauerbruches die Schwingungscharakteristik, die durch Eigenperiode und Amplitude des betreffenden
Teiles oder auch eines ganzen konstruktiven Gebildes, z.
B. des Rahmens einer Maschine, des Stabnetzes einer Brücke oder eines Trägers oder der Tragkonstruktion eines Flugzeuges. eines Autos usw., gekennzeichnet ist, in auffallender Weise ändert. Überprüft man infolgedessen die Charakteristik einer solchen
Vorrichtung in verschiedenen Stadien und nach den in Frage kommenden Freiheitsgraden, so kann man feststellen, dass bei Änderung des inneren Zusammenhanges, also bei beginnenden Eintritt eines Dauer- bruches oder auch bei Lösung einer Verbindung, die Schwingungsverhältnisse eine Änderung erfahren haben.
Man kann also durch gelegentliche systematische Prüfung die Folgen eines Dauerbruehes verhindern, und man kann sogar auch bei andern Bruehursachen durch ständige Überwachung, wenn zwischen dem Beginn einer Zerstörung und ihrer Auswirkung noch genügend Zeit zum Ergreifen von Abwehrmass- nahmen liegt, jede sich daraus ergebende Katastrophe vermeiden. Die Mittel zur Ausführung des Verfahrens bestehen in der Anwendung eines Sehwingungsmessers zur objektiven Aufzeichnung schwingender Bewegungen, wie er seinem Prinzip, seiner Schaltungsweise und seiner Wirkung nach im folgenden angegeben ist.
Gemäss der Erfindung wird das an sieh bekannte 1IikrophonprÎnzip benutzt, d. Ii. das Prinzip der Änderung eines elektrischen Widerstandes. hervorgerufen durch eine Druckänderung. Vorrichtungen, die nach diesem Prinzip hergestellt sind. zeigen somit in erster Linie die Grösse von Druckkräften an. Benutzt man jedoch die Trägheitswirkung einer ihrer Grösse nach bekannten Masse zur Druekänderung, so kann man die ermittelten Kräfte durch die konstant bleibende Masse dividieren und erhält dann die Beschleunigung.
Nun würde aber eine solche Vorrichtung natürlich auch konstante Beschleunigungen, d. h. Gleichkraftbesehleunigungen. anzeigen, während eine Aufzeiehenvorrichtlllng der Schwingungs- vorgänge ganz ausschliesslich Beschleunigungsänderungen anzeigen darf und soll. Durch ein Beispiel soll diese Frage noch besonders aufgeklärt werden.
Angenommen, ein sehr empfindlicher Beschleunigungsmesser ist so angeordnet, dass er Beselhleunigungen in waagrechter Lage, in Nord-Süd-Richtung, anzugeigen vermöchte. Da jedoch der Erdkürper in dieser Richtung keiner Beschleunigung unterworfen ist, so zeigt er natürlich auf 0. Führt man nun
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Erregt man z. B. eine Fahrachse für Eisenbahnwagen längs und quer mit einem ganz bestimmten Energiequantum und bei kontinuierlicher Änderung der Sehwingungszahl, so kann man die SchwingungCharakteristik der Achse feststellen. Untersucht man dieselbe Vorrichtung mit aufgezogenen Rädern, so erhält man die gemeinsame Charakteristik von Rädern und Achse, und die Untersuchung kann sich sogar auf die Befestigung der Räder. d. h. ihre Verbindung mit der Achse, erstrecken. Ebenso hat jedes.
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bei Benutzung desselben Erregerverfahrens bzw. derselben Erregerenergie auch immer in bezug auf Amplitude und Ausbildung der kritischen bzw. der Schwingfiguren dasselbe Bild ergeben muss.
Selbstverständlich kann man sieh bei Aufnahme der Charakteristik des zu untersuchenden Gegenstandes auch aufzeichnender Geräte bedienen. die bei späteren Untersuchungen einen objektiven Vergleich ermöglichen. und man kann schliesslich auch die an irgendeiner Stelle aufgenommenen, aufgezeichneten Bilder bis zu
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teristisehen Sehwingungsbildes wegen Gefährdung ausser Betrieb gesetzt werden kann. Hiebei ist es natürlich gleichgültig, ob die betreffende Anlage wie ein Flugzeug oder ein Auto. hervorgerufen durch ungewollte Erschütterungen, Schwingungen ausführt oder ob sie eigens zu Priif-oder Untersuclungs- zwecken zu Schwingungen angeregt wird.
Ein Beispiel soll das Vorstehende noch verdeutlichen : Es ist bekannt. dass besonders an Flugzeugen im Betriebe alle möglichen Schwingungen auftreten, die nach der Erfindung durch an sich bekannte Vorrichtungen aufgenommen werden können. Leitet man nun die betreffenden Aussehlag und Frequenz an-
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stand übermittelt werden, so kann man mit Bestimmtheit damit rechnen, dass sich irgendeine Verbindung an diesem Flügel zu lösen beginnt oder eine Strukturänderung im Innern eines zugehörigen Konstruktions- elementes einsetzt und dass ein rasches Landen unbedingt erforderlich ist.
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Schaltung, bei welcher Gleichkraftvorgänge ausgeschieden und nur Weehselkraftvorgänge angezeigt werden.
Fig. 6 zeigt einen Sehwingungsmesser im Schnitt, welcher besonders zur Aufhebung der Erdfeld- wirkung geeignet ist.
In Fig. 1 ist q eine Mikrophonkapsel, die an dem zu untersuchenden Punkt eines schwingenden Teiles befestigt wird. In ihrem Innern befindet sich eine elastische Membrane m, in deren Mittelpunkt eine Masse angebracht ist. die beiderseits mit Kohlenblättchen c und Ci versehen ist. Den Kohlenblättchen
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beiden Kohlenblättehen führt.
Stellt man den Kontakt X'bei der Untersuchung eines Punktes in bezug auf Erschütterungen so ein. dass die beiden Hälften der beschriebenen Differentialschaltung gleichmässig belastet sind. d. h. also, dass in der Nullage der Membrane an den Punkten ? und 111 keine Potentialdifferenz herrscht, so ist theoretisch der höchste Grad der Empfindlichkeit erreicht, und jede Erschütterung der Mikrophonkapsel nach der einen oder andern Richtung hin bewirkt eine Widerstandsverminderung in der einen und eine Vergrösserung in der andern Richtung, d. 1. eine Verstärkung des Stromes in der einen und eine Abschwächung in der andern Hälfte der Differentialschaltung.
Damit ergibt sieh natürlich auch eine Potentialdifferenz zwischen den Punkten M und 111'Die dadurch in den Leitungen land 71 und im Messgerät o entstehenden Stromschwankungen können natürlich weitergeleitet und zur Sichtbarmachung der Sehwingungsamplitude und Schwingungscharakteristik an beliebiger Stelle verwendet bzw. mittels einer Oszillographenschaltung sichtbar gemacht werden.
Bei Untersuchung von Teilen, die sehr hohe Frequenzen aufweisen, können an Stelle von Körner- Mikrophonen solche treten, die mit einem unversehiebbaren Einzelkontakt ausgerüstet sind. und die Empfindlichkeit des Mikrophons kann durch entsprechende Dimensionierung der elastischen Membrane,
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die z. B. aus Gummi. Glimmer. Metall bestehen kann. einerseits, und der Masse tu anderseits beliebig beeinflusst werden.
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von Schwingungen an umlaufenden Wellen empfiehlt es sich, Mikrophone mitumlaufen zu lassen, wobei zur Stromzuführung Schleifringe bekannter Art dienen können.
Soweit Schwingungen in dem zu prüfenden Teil eigens erregt werden sollen, kann man sich, da der zu untersuchende Gegenstand in allen Fällen als Schwingungsgebilde anzusehen ist, einer beliebigen bekannten Erreger- bzw. Koppelvorrichtung, etwa einer rnbalance (exzentrischen Schwungmasse), einer schwingenden Feder oder Masse oder anderer Mittel, die periodische Kräfte zu übertragen vermögen. bedienen. wobei man unter Umständen bei elektrischem Antrieb die Schwingungscharakteristik als Abhängige von der zugeführten Energie ansehen und aufzeichnen kann. Es bedarf in diesem Falle unter Umständen keiner weiteren Messmethode, da die zugeführte Energie in vielen Fällen mit zunehmender Dämpfung abfällt.
Werden Koppelungsarten verwendet, die konstante Energie übertragen und dementsprechend keine Messung der zugeführten Energie zulassen. so kann man in jedem Falle durch Vibrometer, Vibrographen, Seismographen oder andere Schwingungen einzeigende Instrumente die Schwin- gungseharakteristik des betreffenden Gegenstandes bestimmen.
Das den Gegenstand der Erfindung darstellende Verfahren soll also den Amplitudenabfall. die Hysteresiskurve, die Änderungen der Dämpfung, der Lage im Raum. der Frequenzen und Interferenzen eines Maschinen-oder Bauteiles auf beliebige Weise, z. B. elektrisch, optisch, akustisch oder mechanisch, erkennbar machen, um auf diesem Wege den Zustand des betreffenden Gegenstandes in bezug auf Festigkeit und Strukturverhältnisse bzw. in bezug auf die Güte der Verbindungen zusammengesetzter Gegenstände und deren Festigkeit und Strukturverhältnisse prüfen oder ständig überwachen zu können.
In der beispielsweisen Ausführung des Schwingungsmessers nach Fig. 2 bedeutet a wieder die träge Masse, deren Grösse je nach der Grösse der Kräfte. die an den Kontakten wirksam sein sollen. in weiten Grenzen geändert werden kann. Die Masse a ist beiderseits mit Kohleblättchen bl und b2 belegt und an einem nachgiebigen Mittel welches als Membrane oder als beliebig andere Tragkonstruktion
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Schwingung entstehen kann.
Die beschriebene Vorrichtung wirkt wie folgt : Die Grundplatte/wird mit dem Körper, dessen Schwingungen ermittelt werden sollen, fest verschraubt, so dass sich jede schwingende Bewegung auf das
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werden kann.
Nach vorgenommener beiderseitiger Eichung kann die beschriebene Vorrichtung, wie in Fig. 4 dargestellt, in Gebrauch genommen werden. E ist eine gemeinsame Stromquelle, die über eine linke und
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Stromschwankung aufnimmt und überträgt, während er auf Gleichstrom, der durch konstanten Druck hervorgerufen wird, nicht reagiert. In der Anzeigevorrichtung O, welche bei genauen Messungen ein Oszillograph, bei einfacheren Feststellungen ein Messgerät od. dgl. sein kann, werden somit ausschliesslich
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brochen wird. Die Anzeige- und Registriervorrichtung O kann dann direkt an die Kondensatoren angelegt werden.
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Verfahren zur Prüfung und Überwachung von Maschinen-und Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass aus plötzlichen oder fortschreitenden Änderungen der ungewollt auftretenden oder voriiber- gehend bzw. dauernd erzeugten, auf beliebige Weise kenntlich gemachten Schwingungsvorgänge. insbesondere aus Amplitudenabfall, Hysteresiskurve. Änderung der Dämpfung, der Lage im Raum. der Frequenzen und Interferenzen auf Änderungen der Struktur, der Festigkeit oder der Verbindungen geschlossen wird, wobei die aufzunehmenden Messergebnisse auch durch optische, akustische, mechanische oder elektrische Hilfsmittel an einen gemeinsamen Beobachtungsort übertragen werden können.